本發明涉及光伏傘技術領域，具體而言，涉及一種自動調節光伏傘。

背景技術：

光伏傘的設計，通常采用在傘面上加設晶硅組件、并將支撐結構固定在地面上的形式，這種設計形式在大風、降雨的天氣中，因為晶硅組件的結構限制，傘面組件布置局限性較大，遮陽傘受風力作用較大，因而容易造成損壞。

目前采用的光伏傘設計形式主要有以下幾種：在固定式傘架上布置傘面，在傘面外表面設置太陽能板，并安裝蓄電池。或用將梯形或方形的光伏組件布置在多個形狀大小一致且可拼接成圓形、方形或多邊形的覆蓋物上，以組成形狀大小不一的光伏傘。這些設計形式因為受到晶硅組件結構影響，需將組件布置在傘面或者覆蓋物上，傘面形式固定，不能折疊，且僅適宜在晴天使用，不適宜在大風、降雨天氣中使用，傘體使用壽命受限。

有鑒于此，設計制造出一種自動調節光伏傘，可以在大風、降雨天氣中使用，傘體結構強度高并能夠折疊、便于攜帶是目前光伏傘技術領域中急需改善的技術問題。

技術實現要素：

本發明的目的在于提供一種自動調節光伏傘，可適用于刮風、下雨等天氣中，該自動調節光伏傘可根據傘面承受的壓力自動旋轉傘柄，以實現傘面遮擋風雨面積最大化的效果，制造成本低，適用范圍廣。

本發明的目的還在于提供另一種自動調節光伏傘，可自動檢測光照強度，吸收更多太陽能并將其轉化為電能供單片機使用，同時可根據傘面承受的壓力自動旋轉傘柄，以實現傘面遮擋風雨面積最大化的效果。

本發明改善其技術問題是采用以下的技術方案來實現的。

本發明提供的一種自動調節光伏傘，所述自動調節光伏傘包括傘體、柔性cigs組件、壓力傳感器、旋轉舵機、單片機和蓄電池。

所述傘體包括傘面、傘架和傘柄，所述傘架與所述傘柄連接，以支撐所述傘面。所述柔性cigs組件設于所述傘面上，所述壓力傳感器設于所述傘架上，用于檢測所述傘架承受的壓力信號、并將所述壓力信號傳遞至所述單片機，所述旋轉舵機、所述單片機和所述蓄電池設于所述傘柄上。

所述柔性cigs組件與所述蓄電池連接，用于吸收太陽能，并將所述太陽能轉化為電能為所述蓄電池充電；所述蓄電池與所述單片機連接，用于為所述單片機供電。所述單片機與所述旋轉舵機連接，并根據所述壓力信號控制所述旋轉舵機轉動，進而帶動所述傘柄轉動。

進一步地，所述柔性cigs組件包括多個長度尺寸不同的cigs單元，各個所述cigs單元通過沿長邊彎曲、短邊重合，形成大小不一的空心卷，多個所述cigs單元粘接于所述傘面上。

進一步地，所述傘架包括多個斜梁和多個支架，每個所述斜梁的一端與所述傘柄的端部連接，另一端遠離所述傘柄向外延伸，所述斜梁沿所述傘柄的周向分布；所述支架的一端與所述傘柄連接，所述支架的另一端與所述斜梁連接，多個所述支架均連接于所述傘柄的同一截面，所述支架用于支撐所述斜梁。

進一步地，所述傘架包括多個斜撐，所述斜撐的兩端與所述斜梁活動連接，所述斜梁通過所述支架與所述傘柄連接；所述斜撐與所述斜梁連接處可折疊。

進一步地，所述傘架還包括多個龍骨，每個所述龍骨設于相鄰兩個所述斜梁之間，多個所述龍骨首尾相連，以提高所述斜梁的強度。

進一步地，每個與所述傘柄頂端相連的所述斜梁上均設有一個所述壓力傳感器，每個所述壓力傳感器設于所述斜梁末端的所述斜撐處。

進一步地，所述傘柄遠離所述傘面的一端設有彎鉤部，所述蓄電池和所述單片機設于所述彎鉤部上，所述蓄電池通過線纜與所述柔性cigs組件連接。

進一步地，所述旋轉舵機設于多個所述支架在所述傘柄的交匯處，所述旋轉舵機可360度旋轉、且可使所述傘柄擺動，所述傘柄的擺動范圍為0度至60度。

進一步地，所述斜梁、所述斜撐、所述支架和所述龍骨均為空心結構，均采用不銹鋼或復合纖維材料制成。

本發明提供的另一種自動調節光伏傘，所述自動調節光伏傘包括傘體、柔性cigs組件、壓力傳感器、光照傳感器、旋轉舵機、單片機和蓄電池。

所述傘體包括傘面、傘架和傘柄，所述傘架與所述傘柄連接，以支撐所述傘面。所述柔性cigs組件設于所述傘面上，所述壓力傳感器設于所述傘架上，用于檢測所述傘架承受的壓力信號、并將所述壓力信號傳遞至所述單片機。所述光照傳感器均勻設于所述傘面外側，用于檢測所述傘面的光照強度信號、并將所述光照強度信號傳遞至所述單片機；所述旋轉舵機、所述單片機和所述蓄電池設于所述傘柄上。

所述柔性cigs組件與所述蓄電池連接，用于吸收太陽能，并將所述太陽能轉化為電能為所述蓄電池充電；所述蓄電池與所述單片機連接，用于為所述單片機供電。所述單片機與所述旋轉舵機連接，并根據所述壓力信號和所述光照強度信號控制所述旋轉舵機轉動，進而帶動所述傘柄轉動。

本發明提供的自動調節光伏傘具有以下幾個方面的有益效果：

本發明提供的一種自動調節光伏傘，包括傘體、柔性cigs組件、壓力傳感器、旋轉舵機、單片機和蓄電池。傘體包括傘面、傘架和傘柄，傘架與傘柄連接。通過將柔性cigs組件設于傘面、壓力傳感器設于傘架，柔性cigs組件吸收太陽能，并將太陽能轉化為電能為蓄電池充電，單片機根據壓力傳感器檢測的傘架承受的壓力信號來控制旋轉舵機的轉動，進而帶動傘柄轉動，實現自動調節，增大該自動調節光伏傘的擋風雨面積。該自動調節光伏傘制造成本低，利用太陽能轉化為電能、環保節能、安全無污染，而且可以適用于風雨天氣，適用范圍廣，具有極大的推廣應用價值。

本發明提供的另一種自動調節光伏傘，傘面設置有柔性cigs組件和光照傳感器，傘架上設有壓力傳感器，通過光照傳感器檢測太陽光強度以便于柔性cigs組件吸收更多的太陽能、并將其轉化為電能儲存于蓄電池中。通過壓力傳感器檢測傘架承受的壓力，使傘柄轉動以增大該自動調節光伏傘的遮擋風雨面積，實用性強，具有極大的推廣應用價值。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，應當理解，以下附圖僅示出了本發明的某些實施例，因此不應被看作是對范圍的限定，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他相關的附圖。

圖1為本發明具體實施例提供的自動調節光伏傘的第一視角的結構示意圖；

圖2為本發明具體實施例提供的自動調節光伏傘的第二視角的結構示意圖；

圖3為本發明具體實施例提供的自動調節光伏傘的柔性cigs組件的分布示意圖；

圖4為本發明具體實施例提供的自動調節光伏傘的工作原理示意圖。

圖標：100-自動調節光伏傘；111-傘面；113-傘柄；115-斜梁；1151-斜撐；117-支架；119-龍骨；120-柔性cigs組件；130-壓力傳感器；140-旋轉舵機；150-蓄電池；160-單片機；161-線纜。

具體實施方式

為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。通常在此處附圖中描述和示出的本發明實施例的組件可以以各種不同的配置來布置和設計。

因此，以下對在附圖中提供的本發明的實施例的詳細描述并非旨在限制要求保護的本發明的范圍，而是僅僅表示本發明的選定實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。

在本發明的描述中，需要理解的是，術語“上”、“下”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，或者是本發明產品使用時慣常擺放的方位或位置關系，或者是本領域技術人員慣常理解的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的設備或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。

本發明的“第一”、“第二”等，僅僅用于在描述上加以區分，并沒有特殊的含義。

在本發明的描述中，還需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，術語“設置”、“安裝”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連。對于本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。

圖1為本發明具體實施例提供的自動調節光伏傘100的第一視角的結構示意圖，圖2為本發明具體實施例提供的自動調節光伏傘100的第二視角的結構示意圖，請參照圖1和圖2。

本實施例提供的一種自動調節光伏傘100，包括傘體、柔性cigs組件120(cigs，cuinxga(1-x)se2的縮寫，太陽能薄膜電池)、壓力傳感器130、旋轉舵機140、單片機160和蓄電池150。

傘體包括傘面111、傘架和傘柄113，傘架與傘柄113連接，以支撐傘面111。柔性cigs組件120設于傘面111上，壓力傳感器130設于傘架上，用于檢測傘架承受的壓力信號、并將壓力信號傳遞至單片機160，旋轉舵機140、單片機160和蓄電池150設于傘柄113上。

柔性cigs組件120與蓄電池150連接，用于吸收太陽能，并將太陽能轉化為電能為蓄電池150充電；蓄電池150與單片機160連接，用于為單片機160供電。單片機160與旋轉舵機140連接，并根據壓力信號控制旋轉舵機140轉動，進而帶動傘柄113轉動。可選地，柔性cigs組件120與蓄電池150之間設有充電控制器，蓄電池150與單片機160之間設有逆變器。

圖3為本發明具體實施例提供的自動調節光伏傘100的柔性cigs組件120的分布示意圖，請參照圖3。

具體地，柔性cigs組件120包括多個長度尺寸不同的cigs單元，各個cigs單元通過沿長邊彎曲、短邊重合，形成大小不一的空心卷，多個cigs單元粘接于傘面111上，具有穩定性好、抗輻照性能好、成本低、效率高等優點。可選地，本實施例中的柔性cigs組件120采用單晶硅光伏組件，通過雙面膠膜固定于傘面111上。需要說明的是，傘面111中心頂部位置設置的柔性cigs組件120較少或不設置，在除傘面111中心部位的其它地方，均覆蓋有一層柔性cigs組件120，以便于傘柄113的旋轉和傘面111的折疊。當然，柔性cigs組件120可以通過黏貼的方式貼至傘面111上，也可以采用其他固定連接方式，比如，卡接或扣接等，這里不做具體限定。

傘架包括多個斜梁115、多個支架117、多個斜撐1151和多個龍骨119，每個斜梁115的一端與傘柄113的端部連接，另一端遠離傘柄113向外延伸，斜梁115沿傘柄113的周向分布，并略微向下傾斜。支架117的一端與傘柄113連接，支架117的另一端與斜梁115連接，多個支架117均連接于傘柄113的同一截面，支架117用于支撐斜梁115。

斜撐1151的兩端與斜梁115活動連接，斜梁115通過支架117與傘柄113連接。斜撐1151與斜梁115連接處可折疊，折疊后的自動調節光伏傘100便于攜帶。每個龍骨119設于相鄰兩個斜梁115之間，多個龍骨119首尾相連，以提高斜梁115的強度。斜梁115、斜撐1151、支架117和龍骨119均為空心結構，均采用不銹鋼或復合纖維材料制成，以提高自動調節光伏傘100的抗風抗雨強度。每個與傘柄113頂端相連的斜梁115上均設有一個壓力傳感器130，每個壓力傳感器130設于斜梁115末端的斜撐1151處，用于檢測各個方向上的斜梁115所承受的壓力情況，并將采集到的壓力值信號反饋至單片機160，單片機160通過內部程序來判斷壓力值是否超過預設值，然后向旋轉舵機140發出是否轉動的信號。若采集到的壓力值大于預設值，則表明傘面111偏離原來的方向，需要調整，即單片機160發出轉動信號，控制舵機轉動，帶動傘柄113往壓力值較大的方向轉動，直到壓力值小于或等于預設值；若采集到的壓力值小于或等于預設值，則單片機160不發出轉動信號。在雨天刮風下雨時，通過對壓力信號的檢測感知風向，自動旋轉傘柄113、調節傘面111來達到擋雨面積最大化和擋風的效果。

作為優選，壓力傳感器130可采用bx120-1aa壓力應變式傳感器，體積小，靈敏度高，采用電阻式應變片輸出壓力信號，通過rs485接口輸出壓力信號。單片機160采用具有51內核的(如at89c2051)處理器，用于控制核心信號的處理和控制信號的產生。

傘柄113遠離傘面111的一端設有彎鉤部，彎鉤部也為中空結構，蓄電池150和單片機160設于彎鉤部內，蓄電池150通過線纜161與柔性cigs組件120連接。線纜161的一端與柔性cigs組件120連接，另一端穿入斜梁115到達傘柄113，多根線纜161在傘柄113的空心結構中匯集后與蓄電池150連接，將太陽能轉化為電能后存儲至蓄電池150中。可選地，傘柄113也可以省略彎鉤部，呈直桿狀。

旋轉舵機140設于多個支架117在傘柄113的交匯處，旋轉舵機140可360度旋轉、且可使旋轉舵機140上端的傘柄113傾斜擺動，即旋轉舵機140處至靠近傘面111的傘柄113端部的這段傘柄113擺動，傘柄113擺動的范圍為0度至60度。通過傘柄113的自動旋轉或傾斜可以實現該自動調節光伏傘100遮擋風雨的面積最大化，抗風抗雨能力更強，其使用場景不受天氣的影響。

本發明提供的另一種自動調節光伏傘100，自動調節光伏傘100包括傘體、柔性cigs組件120、壓力傳感器130、光照傳感器、旋轉舵機140、單片機160和蓄電池150。

傘體包括傘面111、傘架和傘柄113，傘架與傘柄113連接，以支撐傘面111。柔性cigs組件120設于傘面111上，壓力傳感器130設于傘架上，用于檢測傘架承受的壓力信號、并將壓力信號傳遞至單片機160。光照傳感器均勻設于傘面111外側，用于檢測傘面111的光照強度信號、并將光照強度信號傳遞至單片機160，使單片機160發出控制信號讓旋轉舵機140轉動，帶動傘柄113朝光照強度大的方向轉動，以便于吸收更多的太陽能，在蓄電池150中儲存充足的電能。旋轉舵機140、單片機160和蓄電池150設于傘柄113上。

柔性cigs組件120與蓄電池150連接，用于吸收太陽能，并將太陽能轉化為電能為蓄電池150充電。蓄電池150與單片機160連接，用于為單片機160供電。單片機160與旋轉舵機140連接，并根據壓力信號和光照強度信號控制旋轉舵機140轉動，進而帶動傘柄113轉動。可選地，若根據光照強度判斷的旋轉方向與根據壓力值判斷的旋轉方向發生沖突時，優先考慮壓力值信號。

圖4為本發明具體實施例提供的自動調節光伏傘100的工作原理示意圖，請參照圖4。本發明提供的自動調節光伏傘100，其工作原理如下：

柔性cigs組件120吸收太陽能、并將其轉化為電能儲存于蓄電池150中，柔性cigs組件120與蓄電池150通過線纜161連接，蓄電池150為單片機160、壓力傳感器130和旋轉舵機140供電。單片機160根據壓力傳感器130檢測的壓力信號值判斷風向，控制旋轉舵機140轉動，實現自動調節傘面111以使當風雨面積最大化。另一種設有光照傳感器的自動調節光伏傘100，還可以根據檢測的光照強度自動旋轉傘面111，朝光照強度較大的方向轉動，以吸收更多的太陽能，儲存更充足的電能。

綜上所述，本發明提供的自動調節光伏傘100具有以下幾個方面的有益效果：

本發明提供的自動調節光伏傘100，結構簡單，傘體結構強度高，成本低，能有效實現雨天自動調節傘面111來達到擋雨擋風面積最大化的效果。可折疊、便于攜帶，抗風抗雨能力強，使用壽命長。戶外使用不需要額外的電源，利用太陽能即可提供充足持續的電能，環保節能、安全無污染，有著較高的產品價值和充分的市場前景。

以上所述僅為本發明的優選實施例而已，并不用于限制本發明，對于本領域的技術人員來說，本發明可以有各種更改、組合和變化。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。